茎部具有区别于根系的显著特征：
呈现圆柱形、三角形或方形截面，部分中空（如竹类）或实心[2]
节间长度直接影响植株形态，短缩节间形成莲座状结构（如白菜）[1]
叶痕与芽鳞痕可作为茎部发育阶段的识别标记[2]
双子叶植物茎通过分层结构实现多重功能：
物质运输：初生木质部的导管单向运输水分与矿物质，韧皮部筛管双向输送有机物[1]
机械支持：厚角组织与木质部纤维构成抗弯曲支撑体系，髓射线细胞增强径向抗压强度[1]
光合作用：幼茎表皮细胞含叶绿体，在叶片发育前承担光能转化功能[1]
以双子叶植物茎横截面为例，分为三大组织区域：
表皮层：单层紧密排列细胞，表面覆盖角质层减少水分蒸发[1]
皮层：厚角组织提供机械强度，薄壁细胞储存淀粉等营养物质[1]
中柱：
维管束环状排列，初生木质部内始式发育，韧皮部外始式分化[1]
髓射线贯通皮层与髓部，承担横向物质运输[1]
髓心薄壁细胞具有代谢活性，部分植物随生长形成髓腔[1]
根据茎干空间伸展方式可分为：
直立茎：杨树、玉米等通过木质化维管束直立生长[1]
缠绕茎：牵牛花、何首乌依赖茎尖旋转运动攀附支撑物[1]
匍匐茎：草莓产生不定根与腋芽形成新植株[1]
为适应特殊环境，部分植物茎发生形态与功能变异：
叶状茎：竹节蓼的茎扁平化替代叶片进行光合作用[1][2]
刺状茎：山楂、酸橙的腋芽特化成防御性尖刺[2]
卷须茎：南瓜、葡萄茎端形成缠绕结构辅助攀援[1]
钩状茎：钩藤茎部侧枝弯曲成钩状，利于丛林环境中攀爬[2]
肉质茎：仙人掌茎部薄壁细胞特化成储水组织[1]